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本书从实用的角度出发，以案例引导学习的方式，结合视频讲解，全面系统地介绍了西门子S7-200 ***ART PLC编程技术、西门子SINAMICS V90、***MR-J4/MR-JE伺服驱动系统及其系统集成。全书分为三部分，部分介绍西门子S7-200 ***ART PLC的编程技术；第二部分讲解西门子SINAMICS V90和***MR-J4/MR-JE伺服驱动系统基础，主要介绍三款伺服驱动系统的接线与参数设置；第三部分介绍西门子SINAMICS V90、***MR-J4/MR-JE伺服驱动系统工程应用，包括伺服驱动系统的速度控制及应用、伺服驱动系统的位置控制及应用、伺服驱动系统的转矩控制及参数读写和伺服驱动系统调试。本书采用双色图解，内容全面丰富，重点突出，且注重实用性，配有大量的典型实用案例，每个实例都有详细的软件、硬件配置清单，并配有接线图和程序。对重点和复杂内容还配有微课视频资料，方便读者学习。本书可供电气控制工程技术人员使用，也可作为大中专院校机电类、信息类专业的参考书和工具书。

第1篇  西门子S7-200 ***ART PLC编程

第1章  西门子S7-200 ***ART PLC的硬件  002

1.1  认识PLC  002

1.1.1  PLC是什么  002

1.1.2  PLC的应用范围  003

1.2  S7-200 ***ART PLC概述  003

1.2.1  西门子S7系列模块简介  003

1.2.2  S7-200 ***ART PLC的产品特点  005

1.3  S7-200 ***ART CPU模块及其接线  006

1.3.1  S7-200 ***ART CPU模块的介绍  006

   0101-CPU模块的接线  008

1.3.2  S7-200 ***ART CPU模块的接线  008

1.4  S7-200 ***ART PLC扩展模块及其接线  010

   0102-数字量模块的接线  011

1.4.1  数字量输入和输出扩展模块  011

   0103-模拟量模块的接线  012

1.4.2  模拟量输入和输出扩展模块  012

1.4.3  其他扩展模块  014

   0104-S7-200 ***ART扩展模块的地址分配  016

1.5  输入和输出点配置  016

1.5.1  模块的地址分配  016

1.5.2  输入和输出点配置  017

第2章  西门子S7-200 ***ART PLC编程软件使用入门  019

2.1  STEP7-Micro/WIN ***ART编程软件简介与下载  019

2.1.1  STEP7-Micro/WIN ***ART编程软件简介  019

   0201-安装STEP7-Micro/WIN ***ART软件  020

2.1.2  STEP7-Micro/WIN ***ART编程软件的下载  020

2.2  STEP7-Micro/WIN ***ART编程软件的使用  020

2.2.1  STEP7-Micro/WIN ***ART编程软件的打开  020

2.2.2  STEP7-Micro/WIN ***ART编程软件的界面介绍  021

2.2.3  创建新工程   027

2.2.4  保存工程   028

2.2.5  打开工程   028

   0202-系统块的使用  030

2.2.6  系统块  030

  0203-程序调试  038

2.2.7  程序调试  038

2.2.8  交叉引用  040

2.2.9  工具  041

  0204-软件中使用快捷键  042

2.2.10  帮助菜单  042

2.2.11  使用快捷键  042

  0205-用STEP7-Micro/WIN ***ART软件建立一个完整的项目  043

2.3  用STEP7-Micro/WIN ***ART软件建立一个完整的项目  043

  0206-仿真软件S7-200 SIM 2.0的使用  051

2.4  仿真软件的使用  051

2.4.1  仿真软件简介  051

2.4.2  仿真软件S7-200 SIM 2.0的使用  051

第3章  西门子S7-200 ***ART PLC的编程语言  053

3.1  S7-200 ***ART PLC的编程基础知识  053

3.1.1  数据的存储类型  053

3.1.2  元件的功能与地址分配  055

  0301-PLC的三个运行阶段  056

3.1.3  STEP7中的编程语言  061

3.2  位逻辑指令  061

3.2.1  基本位操作指令  061

3.2.2  置位/复位指令  063

  0302-边沿触发指令的应用  064

3.2.3  置位优先和复位优先双稳态触发器指令（SR/RS）  064

3.2.4  边沿触发指令  064

  0303-电动机的单键启停  065

3.2.5  取反指令(NOT)  066

3.3  定时器与计数器指令  066

3.3.1  定时器指令  066

  0304-定时器及其应用——气炮  068

  0305-鼓风机的控制程序讲解  070

3.3.2  计数器指令  072

3.3.3  基本指令的应用实例  076

  0306-综合应用之***皮带的控制  082

3.4  功能指令  085

3.4.1  比较指令  085

3.4.2  数据处理指令  087

  0307-MOVE指令编写星三角启动控制程序  090

3.4.3  移位与循环指令  091

3.4.4  算术运算指令  095

  0308-将英寸转换成厘米  105

3.4.5  功能指令的应用  109

  0309-用气动比例调压阀控制气压  113

3.5  中断与子程序及其应用  114

3.5.1  子程序调用指令  115

3.5.2  中断指令  117

第4章  逻辑控制编程的编写方法  121

4.1  顺序功能图  121

4.1.1  顺序功能图的画法  121

4.1.2  梯形图编程的原则  127

4.2  逻辑控制的梯形图编程方法  130

4.2.1  利用“启保停”编写梯形图程序  130

4.2.2  利用复位和置位指令编写逻辑控制程序   132

  0401-利用MOVE指令编写逻辑控制程序  133

4.2.3  利用MOVE指令编写逻辑控制程序   133

第2篇  西门子、***伺服驱动系统入门

第5章  伺服驱动系统的结构及其系统原理  138

5.1  伺服系统概述  138

5.1.1  伺服系统的概念  138

5.1.2  伺服系统的应用场合  140

5.1.3  伺服系统的行业应用  142

5.1.4  主流伺服系统品牌  143

5.2  伺服驱动器主要元器件  143

5.3  伺服驱动器  148

5.3.1  交—直—交变换简介  148

5.3.2  变频变压的原理  149

5.3.3  正弦脉宽调制波的实现方法  151

5.3.4  交—直—交伺服驱动器的主电路  153

5.3.5  伺服驱动器的控制电路  155

5.4  伺服电动机  156

5.4.1  直流伺服电动机  156

5.4.2  交流伺服电动机  158

5.4.3  偏差计数器和位置增益  159

5.5  编码器  161

5.5.1  编码器简介  161

5.5.2  增量式编码器  162

5.5.3  值编码器  162

5.5.4  编码器应用  163

第6章  西门子SINAMICS V90伺服驱动系统接线与参数设置  164

6.1  西门子伺服系统介绍  164

6.2  SINAMICS V90伺服驱动系统  165

6.2.1  SINAMICS V90伺服驱动器  165

6.2.2  SINAMICS V90伺服电动机  168

  0601-SINAMICS V90伺服驱动系统的接口与接线  169

6.3  SINAMICS V90伺服驱动系统的接口与接线  169

6.3.1  SINAMICS V90伺服系统的强电回路接线  169

  0602-SINAMICS V90伺服系统的参数介绍  170

6.3.2  SINAMICS V90伺服系统的控制回路接线  170

***  SINAMICS V90伺服系统的参数  173

***.1  SINAMICS V90伺服系统的参数概述  173

***.2  SINAMICS V90伺服系统的参数说明  174

6.5  SINAMICS V90伺服系统的参数设置  182

6.5.1  用基本操作面板（BOP）设置SINAMICS V90伺服系统的参数  182

  0603-SINAMICS V90伺服系统的参数设置  185

6.5.2  用V-ASSISTANT软件设置SINAMICS V90伺服系统的参数  185

第7章  ***MR-J4伺服驱动系统接线及参数设置  189

  0701-MR-J4伺服系统主回路的接线  189

7.1  ***MR-J4伺服系统的主回路接线  189

7.1.1  MR-J4伺服系统的硬件功能  189

7.1.2  MR-J4伺服驱动器主回路的接口  189

7.1.3  伺服驱动器的主电路接线  189

7.1.4  伺服驱动器和伺服电动机的连接  192

7.2  ***MR-J4伺服系统控制电路接线  193

7.2.1  MR-J4伺服驱动器的接口  193

7.2.2  数字量输入电路的接线  196

7.2.3  数字量输出电路的接线  200

7.2.4  位置控制模式脉冲输入方法  202

7.2.5  外部模拟量输入电路的接线  204

7.2.6  模拟量输出电路的接线  204

7.2.7  编码器输出电路的接线  205

7.3  驱动器常用参数  206

7.3.1  驱动器功能参数简介  206

7.3.2  基本设定参数  207

7.3.3  增益、滤波器调整设定参数  216

7.3.4  扩展设定参数  218

7.3.5  I/O设定参数  222

  0702-MR-J4/MR-JE伺服驱动系统的参数设置  226

7.4  MR-J4/MR-JE伺服系统的参数设置  226

7.4.1  用操作单元设置***伺服系统参数  226

7.4.2  用MR Configurator2软件设置***伺服系统参数  228

第3篇  西门子、***伺服驱动系统工程应用

第8章  西门子SINAMICS V90和***MR-J4/MR-JE伺服驱动系统的速度控制及应用 230

8.1  运动控制基础知识  230

8.1.1  伺服系统的控制模式  230

8.1.2  三环控制  230

  0801-基于数字量输入端子实现MR-J4/MR-JE速度控制  232

8.2  基于数字量输入端子实现MR-J4/MR-JE速度控制  232

8.3  基于模拟量输入端子实现MR-J4/MR-JE速度控制  235

8.4  S7-200 ***ART PLC通过现场总线与SINAMICS V90通信实现速度控制  238

8.4.1  PROFIdrive通信介绍  238

8.4.2  SINAMICS通信报文类型  238

8.4.3  SINAMICS通信报文解析  239

  0802-S7-200 ***ART PLC通过I/O地址控制SINAMICS V90实现速度控制  241

8.4.4  S7-200 ***ART PLC通过IO地址控制SINAMICS V90 实现速度控制  241

  0803-S7-200 ***ART通过指令SINA_SPEED控制SINAMICS V90实现速度控制  248

8.4.5  S7-200 ***ART通过指令SINA_SPEED控制SINAMICS V90实现速度控制  248

第9章  西门子SINAMICS V90和***MR-J4/MR-JE伺服驱动系统的位置控制及应用  250

9.1  S7-200 ***ART PLC的原点回归及指令应用  250

9.1.1  脉冲当量和电子齿轮比  251

9.1.2  运动控制中的指令向导法硬件配置  252

9.1.3  原点回归指令AXISx_LDPOS和AXISx_RSEEK的应用   263

9.2  S7-200 ***ART PLC位置控制轴移动相关指令及应用  268

9.2.1  点动轴指令AXISx_MAN的应用   268

9.2.2  运动轴转到所需位置指令AXISx_GOTO的应用  269

  0901-S7-200 ***ART PLC对MR-J4/MR-JE伺服系统的外部脉冲位置控制  271

9.3  S7-200 ***ART PLC对MR-J4/MR-JE伺服系统的外部脉冲位置控制应用  271

9.4  通信在SINAMICS V90位置控制中的应用  274

9.4.1  S7-200 ***ART PLC通信控制SINAMICS V90 PN实现回参考点  274

9.4.2  S7-200 ***ART PLC通信控制SINAMICS V90 PN实现定位  283

第10章  伺服驱动系统的转矩控制及参数读写  286

  1001-MR-J4/MR-JE伺服系统转矩控制  286

10.1  MR-J4/MR-JE伺服系统转矩控制  286

10.1.1  MR-J4/MR-JE伺服系统的转矩控制方式的接线  286

10.1.2  MR-J4/MR-JE伺服系统的转矩控制应用举例  288

10.2  MR-J4/MR-JE伺服系统转矩限制  289

10.3  S7-200 ***ART PLC读写SINAMICS V90轴参数及应用  291

10.3.1  直接用通信报文读写参数  291

10.3.2  用指令块读写参数  294

10.3.3  用库指令SINA_PARA_S读写参数  295

第11章   西门子SINAMICS V90和***MR-J4/MR-JE伺服驱动系统调试  300

11.1  SINAMICS V90伺服系统的调试  300

11.1.1  用BOP调试SINAMICS V90伺服系统  300

11.1.2  用V-ASSISTANT软件调试SINAMICS V90伺服系统  301

  1101-SINAMICS V90伺服系统的一键优化  305

11.1.3  SINAMICS V90伺服系统的一键优化  305

11.1.4  SINAMICS V90伺服系统的实时自动优化  306

11.2  MR-J4/MR-JE伺服系统的调试  307

11.2.1  MR-J4/MR-JE伺服系统的测试运行  307

  1102-MR-J4/MR-JE伺服系统的一键式调整  310

11.2.2  MR-J4/MR-JE伺服系统的一键式调整  310

参考文献  312

无

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详细介绍PLC与伺服系统的基本原理知识与应用方法。 注重结合中国工控市场现状，选取大量工程实例，讲述利用PLC控制伺服系统的原理与操作方法。在实例中详细讲述了SINAMICS V90和***MR-J4伺服驱动系统的结构与系统原理、接线与参数设置；以及利用PLC实现对SINAMICS V90和***MR-J4/MR-JE伺服驱动系统速度、位置和转矩控制，伺服系统的应用与调试等。

前言

随着计算机技术的发展，以可编程控制器（PLC）、变频器、伺服驱动系统和计算机通信及组态软件等技术为主体的新型电气控制系统已经逐渐取代传统的继电器控制系统，并广泛应用于各个行业。其中，西门子、***PLC、变频器、触摸屏及伺服驱动系统具有卓越的性能，且有很高的性价比，因此在工控市场占有非常大的份额，应用十分广泛。

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本书为《PLC编程与伺服控制从入门到工程实战》。

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为了使读者能更好地掌握PLC对伺服驱动系统的控制技术，我们在总结长期的教学经验和工程实践的基础上，联合相关企业人员，共同编写了本书。

本书在编写时，力求简单和详细，用较多的小例子引领读者入门，让读者读完入门部分后，能完成简单的工程。应用部分精选工程的实际案例，供读者模仿学习，提高读者的学习兴趣和解决实际问题的能力。

全书共分十一章。第1~3章由西安中诺工业自动化科技有限公司的郭浩编写；第4~9章由无锡职业技术学院的向晓汉编写；第10章由无锡博疆机电有限公司的曹英强编写；第11章由无锡博疆机电有限公司的刘摇摇编写。本书由向晓汉任主编，郭浩任副主编。陆金荣高级工程师任主审。

由于编者水平有限，不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者